Przez długi czas najczęściej używanym gatunkiem stali na przekładnie do samochodów ciężarowych w moim kraju jest 20CrMnTi. Jest to średniej wielkości stal do przekładni samochodowych 18XTr (tj. stal 20CrMnTi) sprowadzona z byłego Związku Radzieckiego w latach 50-tych. Stal posiada drobne ziarna, małą tendencję do rozrostu ziarna podczas nawęglania, dobre właściwości nawęglania i hartowania, można ją hartować bezpośrednio po nawęglaniu. Literatura wskazuje, że przed 1980 r. stal konstrukcyjna stopowa nawęglana w moim kraju (w tym stal 20CrbinTi) gwarantowała jedynie skład chemiczny stali i właściwości mechaniczne mierzone na próbkach, gdy stal opuszczała fabrykę, ale skład chemiczny i właściwości mechaniczne często pojawił się w produkcji samochodów. W przypadku stali kwalifikowanej na jakość produktu wpływa duży zakres wahań hartowności. Przykładowo, jeśli hartowność stali nawęglonej 20CrMnTi jest zbyt niska, twardość rdzenia przekładni po nawęglaniu i hartowaniu będzie mniejsza od wartości określonej w warunkach technicznych, a trwałość zmęczeniowa przekładni zmniejszy się o połowę w okresie test zmęczeniowy; jeśli hartowność jest zbyt wysoka Jeśli jest zbyt wysoka, skurcz otworu wewnętrznego po nawęglaniu i hartowaniu koła zębatego jest zbyt duży, co wpłynie na montaż koła zębatego.
Ponieważ hartowność stali ma niezwykle istotny wpływ na twardość i odkształcenie rdzenia zęba koła zębatego, w 1985 r. Ministerstwo Metalurgii ogłosiło w moim kraju warunki techniczne dla stali konstrukcyjnej o gwarantowanej hartowności (GB5216-85), które w tym stanie technicznym. Otrzymano skład chemiczny i dane hartowności 10 gatunków stali nawęglonych, w tym 20CxMnTiH i 20MnVBH. Norma określa, że wskaźnik hartowności stali 20CrMnTi stosowanej do produkcji kół zębatych wynosi 30-42HRC w odległości 9 kaw od końca chłodzonego wodą. Następnie w zasadzie rozwiązano problem zbyt małej twardości i zbyt dużych odkształceń w środku zębów kół zębatych wytwarzanych przy użyciu stali 20CrMnTi. Jednak oczywiście nierozsądne jest stosowanie tego samego gatunku stali 20CrMnTi niezależnie od wielkości modułu przekładni i grubości sekcji stalowej. Dzięki ulepszeniu technologii wytopu stali w moim kraju i zwiększeniu dostaw stali konstrukcyjnej stopowej, możliwe było dalsze zawężenie zakresu hartowności stali przekładniowej i rozwinięcie go zgodnie z wymaganiami różnych produktów (takich jak przekładnie i koła zębate tylnej osi itp.). Nowe gatunki stali spełniające jej wymagania.
W drodze negocjacji z hutami, w 1997 roku Changchun FAW sukcesywnie podpisał umowę z producentami hut przekładniowych na dostawę hartowności stali 20CrMnTi w partiach. Grupy hartowności stali 20CrMnTiH stosowane na pierwszy wał, koło zębate wału pośredniego małej przekładni oraz główne i napędzane koła zębate stożkowe tylnej osi o większych przekrojach to odpowiednio I i II, a odpowiadające im hartowności to J9: 30-36HRC i J9=36-42HRC.
Około roku 1960, z powodu ograniczonej podaży stali niklowej i chromowej w Chinach, wpłynęło to na produkcję stali niklowej i chromowej w moim kraju. W tamtym czasie przemysł samochodowy mojego kraju był technologią importowaną z byłego Związku Radzieckiego, a Związek Radziecki używał dużej liczby stali zawierających nikiel i chrom. Dlatego w tym czasie przemysł samochodowy mojego kraju intensywnie rozwijał rozwój i badania stali borowej i stosował stal 20MnVB i 20Mn2TiB do zastąpienia stali nawęglanej 20CrMnTi do produkcji kół zębatych. Dzieje się tak, ponieważ dodanie śladowej ilości boru (0,0001 procent -00,035 procent) do stali konstrukcyjnej może znacznie poprawić hartowność stali, więc dodanie śladowej ilości boru do stali może zastąpić pewną ilość szlachetne pierwiastki stopowe, takie jak mangan, nikiel, chrom, molibden itp. Dlatego szeroko stosowana jest stal borowa. Changchun FAW wykorzystał stale 20MnTiB i 20Mn2TiB do produkcji przekładni samochodowych marki „Jiefang”.
Marka 5 „Dongfeng” produkowana przez Dongfeng Motor Corporation jest wykonana ze stali 20CrMnTi i 20MnVB do przekładni i przekładni tylnej osi ciężarówki. Podobnie podpisano umowę z hutą na zawężenie pasma hartowności stali i dostarczanie jej partiami. Stale stosowane na główne i napędzane koła zębate stożkowe przekładni i tylnej osi to odpowiednio 20CrMnTiH(3), 20MnVBH(2) i 20MnVBH(3), a odpowiednia hartowność to J9=32-39HRC i J{ {10}}HRC, J9=34 ~42HRC.
Fabryka przekładni Qijiang w moim kraju wprowadziła technologię produkcji kół zębatych do pojazdów ciężarowych do pojazdów ciężkich i z powodzeniem wyprodukowała stal przekładniową z serii Cr-Mn-B zawierającą bor, zgodnie z normami niemieckiej firmy. Hartowność materiału przekładni to J10=31-39HRC
przekładnia zębata
Oczywiście, stal 20CrMnTi, stal 20MnTiB, stal 20MVB i inne stale zawierające bor również mają wady. Powszechnie uważa się, że 20CrMnTi i inne stale nawęglane są zasadniczo stalami drobnoziarnistymi, a ziarna nie będą grubsze po nawęglaniu i można je bezpośrednio hartować. W rzeczywistości jednak, ze względu na wpływ jakości wytopu stali, w normalnych warunkach często dochodzi do rozdrabniania ziarna. Test rzeczywistej wielkości ziarna kilku partii materiałów wykazał, że znaczna część rzeczywistej wielkości ziarna była tylko 2-3 gatunkami (pod warunkiem zachowania temperatury 930 stopni przez 3h). W literaturze sądzi się, że ze względu na wysoką zawartość Ti, 20CrMnTi ma w stali wiele wtrąceń TiN, zwłaszcza duże wtrącenia TiN są źródłem zmęczenia zmęczenia przekładni, a ich istnienie zmniejszy wytrzymałość stykową kół zębatych. Wtrącenia mają strukturę sześcienną i są podatne na rozszczepianie i pękanie pod wpływem siły, co powoduje wczesne uszkodzenie przekładni. Innym problemem jest to, że hartowność tej stali jest ograniczona i nie może spełnić wymagań kół zębatych o dużej średnicy i dużym module. Głębokość efektywnej utwardzonej warstwy nawęglania i twardość rdzenia nie spełniają wymagań przekładni zębatych o dużej wytrzymałości. Ponadto stal 20CrMnTi jest podatna na wewnętrzne utlenianie oraz strukturę niemartenzytyczną podczas obróbki cieplnej, co zmniejsza trwałość zmęczeniową kół zębatych. Ale w naszym kraju stal do nawęglania kół zębatych nie ma tak dojrzałej i niezawodnej stali jak stal 20CrMnTi w procesie nawęglania. Dlatego jest to nadal najczęściej stosowana stal do nawęglania w Chinach. Stale borowe, takie jak 20MnVB, 20MnTiB i 20Mn2TiB, również mają pewne wady. Na przykład, z powodu słabego odtleniania i denitryfikacji podczas wytapiania, bor nie może odgrywać roli w zwiększaniu hartowności. Dlatego wydajność stali borowej jest niestabilna. Zniekształcenie przekładni wzrasta i wpływa na jakość produktu. Jednocześnie, ponieważ mieszane ziarna i ziarna są łatwe do zgrubienia, odkształcenie nie jest łatwe do kontrolowania, a wytrzymałość jest słaba, a korzeń przekładni ze stali borowej jest podatny na wytwarzanie struktury trosteitu i czarnej siatki i czarnego pasa przekładni do węgloazotowania. Dlatego wiele fabryk zaprzestało stosowania tej stali. Nie należy jednak wnioskować, że stal borowa nie nadaje się do stali do nawęglania kół zębatych. Stal nawęglana zawierająca bor wykorzystywana jest również za granicą. Na przykład słynna fabryka przekładni IV w Niemczech używa zastrzeżonego gatunku stali ZF7 opracowanego przez jej własną fabrykę, która jest niskowęglową stalą chromowo-manganową zawierającą bor. Główne składniki chemiczne (ułamek masowy, procent) stali to 0.15-0.20C, 0.15-0.40S, 1.0-1.3Cr, 1.{{33} }.3Mn, 0.001-0.003B. Niektóre amerykańskie przekładnie przekładniowe oraz przekładnie główne i napędzane tylnej osi również wykorzystują nawęglaną stal zawierającą bor, taką jak 50B15, 43BVl4 i 94B17. Dlatego tak długo, jak technologia wytapiania stalowni nadąża, powyższe problemy stali borowej można rozwiązać.
Przetwarzanie kęsów do kucia kół zębatych ze stali 20CrMnTiH, 20MnVBH i 20MnTiBH w ciągłym izotermicznym piecu normalizacyjnym może zapewnić równomierny rozkład perlitu płatkowego i ferrytu. W ten sposób można znacznie zmniejszyć zniekształcenia przekładni podczas obróbki cieplnej, poprawić precyzję przekładni i wydłużyć żywotność przekładni.
Izotermiczna normalizująca twardość półwyrobu do odkuwania kół zębatych wynosi 156-207HB
